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verfahren und Vorrichtung zur Vergleichmässigung von Kardenbändern.
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Karden bekannter Bauart wiesen einen rotierenden, mit einer Nadelgarnitur
belegten Tambour auf, dem auf der Speiseseite mindestens ein ebenfalls rotierender
Zylinder vorgelegt ist.
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Auf der Abgangsseite ist eine Abnehmerwalze angeordnet, die infolge
geeigneter Drehzahl1 Drehrichtung und Oberflächenbeschaffenheit das Fasergut vom
Tambour übernimmt, sowie weitere Mittel die das Faservlies von der Walze lösen,
worauf es ueber geeignete Konzentrationsmittel zu einem Faserband - unter einem
schwachen konstanten Verzug - zusammengefasst und in Kannen abgelegt wird. Die Aufgabe
der in einer Karde ebenfalls enthaltenen ¢Deckel", sowie Vorrichtungen zum Anlaufen
der Karde sind hier nicht von Bedeutung und bleiben daher ausser Betracht.
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Es soll nun erreicht werden, das das die Karde verlaosende Kardenband
hinsichtlich seines Querschnittvorlaufes vergleichmässigt wird, Hierzu ist zunächst
erforderlich, das der Querschnitt des Kardenbandes kontinulorlich gemessen und ein
entsprechendes Signel ge@onnen wird, w@lch@@ der @@@@se @es jewelligen B@nd@uerschalttes
@@@spric@t@ @@@@. @@@@@@ @@rg@ne
sind bekannt und beispielsweise
im +Pat. 436.779 beschrieben.
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Sie ergeben ein Mess@ignal, das für die Steuerung von,Vorgängen, die
von der Grösse des Querschnittes abgeleitet werden sollen, verwendbar ist.
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Es bestehen zwar bereits Vorrichtungen, die als separate, geregelt
Streckwerke der Korde nachgeschaltet werden und so eine Vergleichmässigung des Kardenbandes
armöglich@t Das separate geregelte Streckwerk bedeutet aber einen beachtlicheren
Aufwand.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Vergleichmäeslgung von Kardenbändern
auf Karden, wobei das am Kardenausgang als Band austretende Fasergut bezüglich seines
Querschnittes gemessen und aus diesen Messwert ein entsprechendes Signal gebildet
wird, zeichnet sich nun dadurch aus. dass das Signal das Geschwindigkeitsverhältnis
zwischen Kardeneingang und Kardenausgang an mindestens einer Stelle verändert.
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Die entsprechende Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrene umfasst
Mittel, die die Absugsgeschwindigkeit undJoder die Speisegeschwindigkeit verändern,
Das dem Querschnitt des Kardenbandes entsprechende Signal @@@@t einen Verlauf auf,
in dem einerse@@@ lang@ @odige @@nit@@ch@@nkungen un@ ander@@@@@@@
schnittschwankungen
enthalten sind. Als langperiodige Schwankungen können solche bezeichnet werden,
deren Abstände zwischen zwei benachbarten Naiiaa (aWellenlänge) mindestens 5 Meter
betragen, während als kurzperiodige Schwankungen solche mit Wellenlängen von 0,1
- 1 Meter beseichnet werden.
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Theoretisch kann an jeder Stelle einer Karde, wo das Fasergut von
einem Haschinenteil auf den nächsten übertragen wird, durch Anpassung der jeweiligen
Drehzahl bzw. Drehzahldifferenz die Menge des transportierten Fasergutes verändert
werden, wodurch das auslaufende Kardenband entsprechend dicker oder dünner wird.
Bs ist zweckmässig, die Drehzahl des Tambours als konstant beizubehalten, da dieser
infolge seines erheblichen Schwungmomentes kaum mit brauchbaren Mitteln mit der
erforderlichen Frequenz beschleunigt oder verzögert werden kann. Die anderen rotierenden
und Fasergut transportierenden Teile können dagegen - da sie entweder kleinere Drehzahlen
oder nur geringe Schwungmomente aufweisen - in ihrer Drehzahl beeinflusst werden.
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Es ist jedoch nicht Uberall zulässig, den das Fasergut trnsportierenden
Maschinenteilen beliebig grosse DrehsahlenSnderungen zu erteilen. Schliesslich sind
die Karden mit allen ihren Teilen auf ein bestimmte optimale Arbeitsweise abgestimmt
und Abweichungen davon können oftmals in nur relativ
engen Grenzen
zugestanden werden, sollen nicht schwerwiegende Nachteile in der Verarbeitung herzufbeschworen
werden. Eine andere Einschränkung in der Freizügigkeit zur Einführung einer veränderlichen
Drehzahl anstelle einer festen Antriebsdrehzahl besteht dort, wo zus messtechnischen
Gründen das Messorgan nich in unmittelbarer Mähe der Teile mit veränderlicher Drehsahl
angebracht werden kann.
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So sind heute erst brauchbare Messorgane bekannt, mit denen das fertige
Kardenband, nicht aber Zwischenstufen wie Kardenvlies oder Tambourfüllung usw. gemessen
werden können.
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8011 nun aber z.B. die Drehzahl der Einzugwalze verändert werden,
so verstreicht eine ziemlich lange Totzeit bis zum Messorgan am Ausgang der Karde.
Diese Totzeit entspricht vielen Metern im fertigen Kardenband. Kurzperiodische Schwankungen
können also nicht mit einem Messorgan am Ausgang der Karde und Variation der Drehzahl
der Einzugswalse ausreguliert werden.
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Es ist nun besonders vorteilhaft, die Vergleichmässigung des Kardenbandes
entsprechend diese Unterschiedlichkeit der auszugleichenden Schwankungen mit sehr
unterschiedlichen Wellenlängen in mehr als nur einer Stufe anzustreben.
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Diese Aufteilung der Vergleichmässigungswirkung ist auch
dann
notwendig wenn die Grösse des zusätzlichen Verzuges nicht in einer einzigen Stufe
realisiert werden kann. Die spesifischen Drehzahlen der einzelnen rotierenden Urgane
der Karde können nur in kleinen Grenzen gegenüber ihrem Sollwert verändert werden,
venn die Arbeitsweise der Karde nicht unnötig gestört werden soll. Erfordert aber
eine bestimmte Regulierung der Gleichmässigkeit grössere Drehzahländerungen flir
eine Stufe, als sie für die Wirkungsweise der Karde zumutbar sind, so kann durch
die Aufteilung jeder Stufe nur die zulässige relative Drehzahländerung erteilt werden.
Das die Karde verlassende Faserband wird aber trotzdem eine Verbesserung der Gleichmässigkeit
aufweisen, die angenähert dem Produkt der in jeder geregelten Stufe erzielten partiellen
Erhöhung der Vergleichmässigkeit entspricht.
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Dz ist daher naheliegend, die kurzperiodigen Schwankungen direkt im
Bereiche der Vliezabnahme und damit in unmittelbare @ähe des messorganes zu kompensieren,
während die langperiodigen Schwankungen bereits beim Eintritt des Faserwickels in
die Xard. ausgeglichen werden können.
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Min, weiterer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass mit
relativ einfachen Massnahmen jede Art von Karden, die bi@her ohne eigentliche Regelung
arbeiteten, in solche mit regelbarer Arbeit@weise umgebaut werden kann.
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Z@ischen de@ Abneh@er für die Bildung des Kardenv@ieses und
dem
Kalander zur Bildung des Kardenbandes wird dem Vlies normalerweise ein kleiner Verzug
von ca. 10 - 15% erteilt, der so grose ist um das Vlies zu spannen, aber noch nicht
so gros@, dass es zerstört wird. Wird nun eines der beiden Organe - entweder der
Abnehmer oder der Kalader - nach Massgabe des eingange genannten Messignals in seiner
Drehzahl beeinflusat, so wird der Verzug entsprechend geändert. Kurzzeitige Verzugsänderungen
sind jedoch innerhalb der obigen Grenzen Ohne weiteres möglich.
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Die Ausregelung der langperiodigen Schwankungen des Querschnittes
kann beispielsweise durch Veränderung der Zufuhrmenge an Fasergut am Eintritt der
Karde erfolgen. Dabei ist au berücksichtigen, dass zwischen der Mess@telle und den
Regelorgen eine bestimmte zeitlich Verzögerung (Totzeit) vorhanden ist. Anderseit@
sind aber die Grenzen für den Regelbereich grösser.
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Anhand der Figuren werden Ausführung. beispiele der Brfindung näher
erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 schematisch eine Karde bekannter Bauart, jedoch nur
mit den Teilen, die für die Erklärung unbedingt erforderlich sind - mit dem Hacker
als Abnehmerorgan, Fig. 2 schematisch eine Karde mit Abnehmerwalzen.
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Von einem Wickel 1 wird das Fasergut über eine Einzugswal@e 2 einem
Brissur 3 sugeführt, der dasselbe auf den Tambour 4
überträgt. Dieser
wird von einem Antrieb 40 mit konstanter Drehzahl angetrieben, sogenannte Deckel
5 bewegen sich entgegen dem Umlauf@inn des Tambours 4 über Rollen 6, 7.
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Diese dienen in bekannter Weise der Ausrichtung der Fasern und der
ständigen Reinigung des Tambours.
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Auf der der Zufuhr@eite entgegengesetzten Seite das Tambours 4 befindet
sich eine Abnehmer walze 8, und gemäss Fige 1 ein Hacker 10. Bekannt sich auch rotierende
Walzen 9, wie in Fig. 2 gezeigt, die das Faservlies vom Abnehmer 8 ablösen.
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Diese Hacker 10 bcw. rotierenden Walzen 9 bilden aus dem £ein über
dem Abnehmer 8 verteilten Fasergut das Faservlies 15, das in einem Kondensor 11
su einem Faserband susamengeführt und über Walzenpaare 12, 13 an eine Aufwickel-
oder Ablagevorrichtung 14 weitertransportiert wird.
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Bei konventionellen Karden sind alle rotierenden Teile von einen Hauptantrieb
4U aus über betriebsmässig gegeneinander fette, nicht regelbare Getriebe angetrieben,
so dass zwischen der Vorlage, d0i. die von Wickel 1 geliefert. Wickelwatte und der
Aufwickelvorrichtung 14 keine Beeinflussung des Materialquerschnittes im Sinne einer
Vergleichmässigung möglich war.
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Erfindungsgemäss werden nun einselne der rotierenden Zylinder
nicht
mehr starr angetrieben, sondern unter Zwischenschaltung von regelbaren Getrieben,
deren Dr@hsahlverhältnisse zwischen Antrieb und Abtrieb mindestens innerhalb vorgegebener
Grenzen stufenlos einstellbar sind.
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Je nach der Bauart der karde sind nun folgende Regelmöglichkeiten
vorhanden: Bei Karden mit Hacker 10 gemäse Fig. 1 werden vom Hauptantrieb 40 über
eine erste Verbindung 47 ein erstes regelbares Getriebe 21, über eine zweite Verbindung
42 ein zweites regelbares Getriebe 22 und über eine weitere Verbindung 45 ein drittes
regelbares Getriebe 24 angetrieben.
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Der Ausgang 48 des ersten ersten Getriebes 21 wirkt auf die Drehzahl
der Einzugswalze 2, der Ausgang 49 des zweiten regelbaren Getriebes 22 wirkt auf
die Drehzahl des Abnehmer 8 und der Ausgang 43 des dritten regelbaren Getriebes
24 wirkt auf die Drehzahl des Walzenpaares 12. Mit dieser Drehzahl da. Walzenpaares
12 ist über ein starres Getriebe 25 das Walzenpaar 13, sovis die Ablegeeinrichtung
14 verbunden.
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Bei Kardenausführungen mit Abnehmerwalzen 9 besteht nun noch die Möglichkeit,
die Drehzahl dieser Abnehmervalzen veränderlich zu machen. Hierzu ist gemäse Fig.
2 noch ein regelbares Getriebe 23 zwischen die bereits erwähnten regelbaren Getriebe
22 und 24 gelegt, dessen Ausgang die Drehzahl der Abnehmerwalzen 9 bestimmt.
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gin Messorgan 26, vorzugsweise ein solches, wie es im Schweizer Patent
436.779 offenbart ist, liefert ein dem Querschnitt des Faserbandes proportionales
Signal S1 über eine Leitung auf einen Messwertumformer 27. In diesem wird das Signal
5 - wie bereits erwähnt- in zwei Signale S2, S3 aufgeteilt, von welchen dae eine,
beispielsweise S2, den kurzperiodigen Schwankungen des Signals S1 entspricht, und
das andere, S3, den langperiodigen Schwankungen. Diese Signale S2, S3 werden Verstärkern
28, 29 zugeführt, die diese Signale auf ein Leistungsniveau verstärken, das zur
Steuerung der Drehzahlverhältnisse von regelbaren Getrieben 21, resp. 22 oder 23,
und 24 ausreicht.
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Von einem Hauptantrieb 4U der Karde wird der Tambour 4 über eine Wirkverbindung
41 angetrieben, ferner die Deckel 5 und alle weiteren nicht gezeigten Organe, die
zum Betrieb nötig sind, deren Drehzahl aber nicht vom Querschnitt des Faserbandes
abhängig zu machen ist. Zwischen den Hauptantrieb 40 und die in ihrer Drehzahl zu
steuernden Organe sind nun regelbare Getriebe 21, 22, 23, 24 eingeschaltet, die
von den verstärkten Signalen S4, S5 st@uerbar sind. Ein Beispiel für ein solches
Getriebe ist im Schweiser Patent 367.368 beschrieben.
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Die Vergleichmässigung der kursperiodigen Schwankungen erfolgt nun
mit Vorteil am Ausgang der Karde, d@ dort die vom H@@@-organ
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ermittelten Schwankungen unverzüglich ausreguliert werden können. Hierzu wirkt das
vom Verstärker 28 ankommende Signal 54 einerseits auf das regelbare Getriebe 24
und - sofern gemäss Fig. 2 Abnehmerwalzen 9 vorhanden sind und sich eine zusätzliche
Regelung derselben als nötig erweist, auch auf das regelbare Getriebe 23.
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Weiter stehen mit dem Abtrieb 44 des Getriebes 25 alle Organe in Verbindung,
die der Weiterbeförderung und Speicherung des Kardenbandes dienen. Da die zeitliche
@iefermenge infolge der Stuerung der Drehzahl der Kalanderwalzen nicht konstant
ist, müssen auch diese Organe sich diesen Aenderungen der Liefermenge anpassen,
ansonst wieder zusätzliche, unkontrollierte Verzilge die erreichte Vergleichmässigung
mindestens teilweise zunichte machen würden.
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Das verstärkte, den langperiodigen Schwankungen en@@prechende Signal
S5 wirkt nun in der beschriebenen Weise auf ein regelbares Getriebe 21t wodurch
die Drehzahl der Einzugwalse 2 so gesteuert wird, dass sie bei Materialüberschus@
verlangsamt, bei Materialmangel aber beschleunigt wird, Das Signal S5 kann aber
auch auf ein regelbares Getriebe 22 wirke@, über welches die Drehzahl der Abnchmerwal@e
8 besinflu@st wird. Je nach Bau@rt der Karde kann eine dieser zwei beschriobenen
Massnahmen zur Ko@p@@@@tion der la@gper@@@igen Sch@@nkungen
besonders
vorteilhaft sein, sei es, dass beispielsweise der Einbau des regelbaren Getriebes
nur an einer Stelle möglich ist, oder dass sich betriebsmässig aua der Bevorzugung
einer der vorhandenen Walzen als Regelorgan Vorteil. ergeben.
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Durch die Reihenschaltung der regelbaren Getriebe 22,23, 24 wird erreicht,
dass sich alle Drehzahländerungen, die in den dem Hauptantrieb 4u näherliegenden
Getrieben auch den nachfolgenden ungeteilt werden, so dass sich der Gesamtverzug
am Ausgang der Karde wie erwünscht aue den Teilverzügen pro Stufe zusammensetzt.